温差发电器的设计

《温差发电器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本文由baihe285贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。电子技术设计与运用ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＤｅｓｉｇｎ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ电子技术温差发电器的设计杨桂林（菏泽学院机电工程系）摘要：温差发电器是一种利用大自然中广泛存在的温差进行发电的装置。温差发电器主要由半导体温差发电模块和控制器两部分组成，半导体温差发电模块将热能转化为电能，并通过充电电路将电能储存在蓄电池中；控制器主要完成限流、欠压保护功能。同时，还设计了升压电路，从而使温差发电器输出较高的

2、电压。关键词：温差；发电模块：控制器ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃＧｅｎｅｒａｔｏｒＹａｎｇＧｕｉｌｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｚｅ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓａｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｕｓｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ嗵ｄｅｌｙｅｘｉｓｔｅｄｉｎｎａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓｍａｉｎｌｙｃｏ

3、ｍｐｏｓｅｄｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｍｏｄｕｌｅｉｓａｂｌｅｔｏｃｏｎｖｅｒｔｈｅａｔｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙ，ａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｉｓｓｔｏｒｅｄｉｎｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｖｉａｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｓｍａｎｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓｓｕｃｈ嬲ｃｕｒｒｅｎｔｌｉｍ

4、ｉｔｉｎｇ．ｕｎｄｅｒ－ｖｏｌｔａｇｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｔｅｐ－ｕｐｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｔｈｉｓｗａｙ，ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓａｂｌｅｔｏｏｕｔｐｕｔｈｉｇｈｅｒｖｏｌｔａｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｏｗｅｒｍｏｄｕｌｅｓ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ０引言资源短缺是人类共同面临的棘手问题。据测算，地球上的煤可供开采１００’１５０年，天然气可供开采５０’６０年，石油可供开采３０’４

5、０年，其中石油稳定供给不超过２０年。随着环保意识的加强，以及对传统能源未来中间匮缺的担心，充分利用现有资源和开发新能源日益受到人们的关注。为此，我们对温差发电器进行了研究、设计。温差发电将热能直接转化为电能，即使只存在微小温差的情况下也能应用，是适用范围很广的绿色环保型能源一它甚至能利用人的体热，为各种便携式设备供电，真正做到”变废为宝”。温差发电器工作时无噪音、无污染，使用寿命超过十年，免维护，可广泛用于油田、野外、军事等领域。同时温差发电器还可以应用于太阳能、地热、工业废能等领域，使热能直接转化为电能。

6、另外，半导体发电模块体积小、重量轻、便于携带，可广泛用于小家电制造、仪器仪表、玩具及旅游业。因此，研究、设计温差发电器在节约资源、充分利用资源等方面都具有十分重要的意义。１系统的结构框图温差发电器主要由半导体温差发电模块和控制器两部分组成。其中控制器包括升压电路、保护电路等，其结构［１?２】如图１所示。半导体温差发电模块的示意图如图２所示。图２温差发电模块示意图经反复实验测定的有关温差发电模块的具体参数如表ｌ所示。表１温差发电器的具体参数参数单位ＡＶ数值２．７３．７００７４０士０５电流电压表面电阻宽度ｎ长度

7、厚度厚度负偏差４０士０５，．Ｓ：ｔｏ５匪蕊田岖亚ｐ匝｝囹Ｉ－．４１Ｉ沮差发电模块｝－＋｜充电电路Ｈ蓄电洁｝－卅升压电路图ｌ温差发电器的结构框图１匦蛔控嗣暑Ｈ负载ｌＥｓ＝ａＡＴ■■＿■■＿■■ｏ…●■＿■●■■一■＿＿＿一平行偏差导线长度截面面积焰点温度℃０．０５１５０Ｏ．３８１８３２．２充电电路由温差发电模块输出的电压经电容Ｃ１滤波后，通过电感Ｌｌ、整流二极管Ｄ１给蓄电池充电，其电路［６］如图３所示，经电容Ｃ３滤波将电能储存在蓄电池中。●＾＋２电路组成及工作原理２．１温差发电模块半导体温差发电模块是根据塞贝

8、克效应制成的，即把两种半导体的接合端置于高温，处于低温环境的另一端就可得到电动势［３－５］：式中：口为塞贝克系数，其单位为Ｖ／Ｋ。０ｔ是由材料本身的电子能带结构决定的。■＾一ｌ电■一ｌ电■＋万方数据电子技术设计与运用ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＤｅｓｉｇｎ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ电子技术２．３升压电路当温差发电模块两侧温差较低时，产生的电势差较低。为防止这种情况，在控制器中设计了由ＰＴｌ３０１及其外围电路组成的升压电路